汽修專業(yè)中虛擬仿真游戲應(yīng)用及教學(xué)提升研究

潘星馳

（宜興高等職業(yè)技術(shù)學(xué)校，宜興 214206）

0 引言

通過對汽車修理行業(yè)的廣泛調(diào)研可知，汽車維修企業(yè)對于不同崗位有著不同的技能需求。因此職業(yè)院校汽修專業(yè)學(xué)生的能力培養(yǎng)及課程設(shè)置需要進(jìn)行定制化調(diào)整，而定制化教學(xué)則以學(xué)生的實(shí)際操作能力培養(yǎng)作為第一原則。教學(xué)中要充分利用多媒體教學(xué)手段，使得學(xué)生在掌握一定理論基礎(chǔ)的同時(shí)，能夠基于如虛擬仿真游戲等方式開展個(gè)性化學(xué)習(xí)[1]，從而提高汽修課程教學(xué)的效果。

而隨著信息化技術(shù)的應(yīng)用，在汽車維修課程建設(shè)過程中，逐漸形成了各種以情境為載體，線下、線上相結(jié)合，并融入微視頻、虛擬仿真等多種方式的教學(xué)體系。本文通過在教學(xué)過程中應(yīng)用虛擬仿真游戲，介紹了“汽車修理工模擬2018”游戲的優(yōu)勢與操作流程，以增強(qiáng)學(xué)生對課程的興趣，切實(shí)提高課程授課的質(zhì)量。

1.采用虛擬仿真游戲教學(xué)的優(yōu)勢分析

通過調(diào)研發(fā)現(xiàn)，本校汽修專業(yè)引用虛擬游戲進(jìn)行輔助教學(xué)，一方面節(jié)約了教學(xué)資源，相對減少了對本專業(yè)資金的投入；另一方面這種寓教于樂的教學(xué)方式，可以提升學(xué)生的理論知識和實(shí)踐能力，達(dá)到事半功倍的教學(xué)效果。具體表現(xiàn)如下。

1.1 教師教學(xué)方式的改變

調(diào)研發(fā)現(xiàn)，很多職業(yè)院校的專業(yè)教師在教授《汽車維護(hù)與保養(yǎng)》時(shí)，需要分別講解工具的使用和具體的操作步驟等，大致需要花費(fèi)2多個(gè)小時(shí)。且每個(gè)班都需要這樣重復(fù)進(jìn)行講解，費(fèi)時(shí)費(fèi)力，還不能確保同學(xué)們的學(xué)習(xí)效果。如果采用虛擬游戲軟件來實(shí)施教學(xué)，可以讓學(xué)生根據(jù)自己的實(shí)際情況選擇性學(xué)習(xí)，教師則可以有更多的時(shí)間來為同學(xué)答疑和解決問題。教師從一對多的重復(fù)講解轉(zhuǎn)變?yōu)橐粚σ坏膶ｉT化、具體化授課，極大提高了教學(xué)效率。

1.2 學(xué)生學(xué)習(xí)方式的變革

在虛擬游戲軟件中，學(xué)生可以將更多的時(shí)間精力投入到虛擬操作中，通過軟件來進(jìn)行模擬汽車維護(hù)和保養(yǎng)的操作過程。同時(shí)，學(xué)生還可以根據(jù)自己的學(xué)習(xí)進(jìn)度和熟練程度，進(jìn)行反復(fù)練習(xí)。在整個(gè)實(shí)操學(xué)習(xí)中，這種新穎的學(xué)習(xí)方式更容易吸引學(xué)生，調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性和主動性[2]。

1.3 教學(xué)資源的節(jié)約

實(shí)訓(xùn)課程往往會對實(shí)訓(xùn)工具和設(shè)備造成一定的損耗，每年學(xué)校都需要對損耗的工具設(shè)備進(jìn)行維護(hù)和增添。甚至有時(shí)會因?yàn)閷W(xué)生的操作失誤，直接導(dǎo)致教具的損壞，造成更大損失。而采用虛擬游戲軟件模擬實(shí)操，學(xué)生可以在電腦上反復(fù)操作練習(xí)，待操作步驟熟練掌握后再進(jìn)行實(shí)物操作，可以有效降低實(shí)訓(xùn)設(shè)備的損耗率，同時(shí)還可以增強(qiáng)學(xué)生的自信心。由此可以節(jié)約不少的實(shí)訓(xùn)成本。

1.4 提升教學(xué)質(zhì)量

我校汽修專業(yè)學(xué)制為3年，但根據(jù)教育部對中等職業(yè)院校的要求，第3年需要學(xué)生頂崗實(shí)習(xí)。因此學(xué)生在學(xué)校實(shí)際上課的時(shí)間只有2年，2年中學(xué)生需要掌握扎實(shí)的理論知識和豐富的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，時(shí)間緊任務(wù)重,這些教學(xué)任務(wù)成了目前中職院校的一項(xiàng)難題。而引入游戲模擬軟件進(jìn)行輔助教學(xué)，可以節(jié)省大量課上教學(xué)實(shí)踐，從而有效解決目前這一難題。

1.5 提升實(shí)訓(xùn)的安全性

通過虛擬仿真游戲不僅能夠提升學(xué)生的學(xué)習(xí)效率，還能夠降低安全事故發(fā)生的概率。汽車實(shí)訓(xùn)車間的一些設(shè)備、臺架均屬于大型機(jī)械產(chǎn)品，人數(shù)較多的班級實(shí)訓(xùn)時(shí)，存在一定的安全風(fēng)險(xiǎn)。但是如果能夠分為設(shè)備實(shí)操和仿真實(shí)操的不同小組進(jìn)行實(shí)訓(xùn)學(xué)習(xí)，專業(yè)教師也有更多精力來進(jìn)行巡視，從而降低風(fēng)險(xiǎn)發(fā)生的概率。

2. 虛擬仿真游戲教學(xué)方案設(shè)計(jì)

利用游戲仿真軟件作為教學(xué)工具已逐步呈現(xiàn)于中職專業(yè)教師的課堂。要想將模擬仿真游戲用好，且用得恰到好處、恰合時(shí)宜，需要授課教師深入研究，并且在備課時(shí)充分考慮到環(huán)節(jié)的可行性、契合性，以達(dá)到突出教學(xué)重點(diǎn)的效果。要達(dá)到這樣的目的，需要專業(yè)教師在日常教學(xué)中長期嘗試和摸索，而不是僅僅作為一節(jié)示范課、公開課去展示。

此外，在教學(xué)中引入虛擬仿真游戲，還可以幫助學(xué)生向4S店企業(yè)文化進(jìn)行靠攏。這也就意味著將現(xiàn)實(shí)操作和游戲操作同步進(jìn)行，讓每位同學(xué)在游戲中模擬操作，并通過任務(wù)模式不斷鞏固對操作規(guī)范的認(rèn)知；而在真正實(shí)訓(xùn)中，將實(shí)操練透、練熟。同時(shí)，學(xué)生還可以在游戲中對未學(xué)習(xí)的課堂內(nèi)容進(jìn)行預(yù)習(xí)。

因此，教學(xué)中引入虛擬仿真游戲，是將專業(yè)性和科技性在課堂上實(shí)現(xiàn)有機(jī)統(tǒng)一，也是極具挑戰(zhàn)性的教學(xué)嘗試。其具體課堂實(shí)施方法可以分為以下3步。

2.1 充分備課，熟悉游戲操作

結(jié)合《汽車維護(hù)與保養(yǎng)》課程中的內(nèi)容，對教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行有效的拆分、優(yōu)化和整合，用以應(yīng)對一級、二級維護(hù)以及各類保養(yǎng)中的規(guī)范操作。同時(shí)，教師要熟悉虛擬游戲的每一個(gè)環(huán)節(jié)，最好能夠做到熟練操作。

2.2 善于調(diào)控課堂與游戲的主次

專業(yè)教師要明確，游戲只是一種課堂輔助方式，而不是整堂課的主體。所以要合理切入游戲時(shí)間，這就需要在教師備課時(shí)認(rèn)真考慮，并結(jié)合課堂實(shí)際情況來實(shí)施。新授課程可以安排得多一些。實(shí)際操作時(shí)，可以將電腦作為虛擬工位安排學(xué)生輪換操作，通過對比成績吸引激發(fā)學(xué)生的好勝心。

2.3 把握游戲內(nèi)容的完整性

在游戲中會遇到步驟缺少以及因游戲設(shè)定而不規(guī)范之處，教師應(yīng)該強(qiáng)調(diào)任務(wù)的規(guī)范性和完整性，延伸出一些缺少的環(huán)節(jié)認(rèn)真講解，加深學(xué)生的印象，從而對系統(tǒng)內(nèi)容的完整性做到查漏補(bǔ)缺。

3.汽修專業(yè)虛擬仿真游戲的教學(xué)應(yīng)用

通過對比各種汽車維修類虛擬仿真游戲的內(nèi)容與細(xì)節(jié)后，本研究選擇了“汽車修理工模擬2018”這款游戲。該游戲有著獨(dú)特的優(yōu)勢，具體表現(xiàn)如下。

（1）操作場景更加逼真。無論是維修車間、維修工位、整車以及各類維修工具，都能夠很好地還原真實(shí)的汽車修理廠，增加了對學(xué)生的吸引力。

（2）采用三維模型將車輛的拆裝制成動畫，更容易讓學(xué)生熟記車輛的拆裝步驟，并且動畫中配備了具體的車輛組配件講解。這樣學(xué)生在操作上更容易減少失誤，使得操作更加規(guī)范。

（3）學(xué)生可以通過這款游戲?qū)W習(xí)軟件來進(jìn)行實(shí)操練習(xí)，在學(xué)習(xí)上更靈活自主。教師也可以設(shè)計(jì)考卷，來監(jiān)管學(xué)生的學(xué)習(xí)情況，并根據(jù)學(xué)生反饋的成績，采取相應(yīng)的教學(xué)措施。

3.1 結(jié)合汽修學(xué)科特點(diǎn)有針對性地選用多媒體教學(xué)手段

以虛擬仿真游戲?yàn)榇淼亩嗝襟w技術(shù)，在職業(yè)教育課堂中已得到廣泛應(yīng)用，是現(xiàn)代教育的重要教學(xué)手段。教師在實(shí)際的教學(xué)工作中，需結(jié)合學(xué)科內(nèi)容和自身教學(xué)特點(diǎn)選擇相應(yīng)的教學(xué)媒體。

3.1.1 學(xué)生自身實(shí)際情況

學(xué)生存在個(gè)體差異，每個(gè)同學(xué)自身的發(fā)展情況也各不相同，主要包括年齡、心理和認(rèn)知水平等特征。這些差異性特征使得教師在選用多媒體教學(xué)手段后，學(xué)生所反饋的學(xué)習(xí)情況存在明顯差異[3]。所以在選用多媒體教學(xué)時(shí)，教師應(yīng)充分考慮學(xué)生的自身情況及他們的學(xué)習(xí)能力，做好課前的學(xué)情分析。那么教師可根據(jù)虛擬仿真游戲適當(dāng)調(diào)整課程進(jìn)度，盡可能照顧到每位同學(xué)。

3.1.2 教學(xué)內(nèi)容和要求

教學(xué)方法和教學(xué)手段都是服務(wù)于教學(xué)活動的。無論采用哪種多媒體手段，都需貼合教學(xué)內(nèi)容和要求[4]。為優(yōu)化教學(xué)活動，而達(dá)到良好的教學(xué)效果，需要教師結(jié)合教學(xué)內(nèi)容選用合適的教學(xué)媒體。

3.1.3 教師對教學(xué)手段的靈活掌握

在實(shí)際的教學(xué)過程中，教師需完全熟悉教學(xué)多媒體的功能，并可以靈活掌握對其的使用。教師對多媒體的操作能力水平會直接影響教學(xué)效果。如果教師能夠熟練操控虛擬仿真游戲，可以提升學(xué)生們的學(xué)習(xí)興趣。例如對汽車進(jìn)行簡單的輪胎檢修。首先要將被修車輛移送至舉升機(jī)準(zhǔn)備進(jìn)行舉升，進(jìn)行整車檢查（圖1）；然后切換至檢測模式，能用紅色標(biāo)識出待修部件。

圖1 模擬舉升車輛

3.2 科學(xué)、恰當(dāng)?shù)厥褂锰摂M仿真等游戲

虛擬仿真等游戲已經(jīng)在汽修課堂上普遍使用，利用這種教學(xué)手段可以達(dá)到深化課堂內(nèi)容，優(yōu)化教學(xué)效果的目的。但是虛擬仿真等游戲僅作為教學(xué)的一個(gè)輔助工具，更主要的還是依賴于教師的實(shí)際教授。因此在日常教學(xué)中，專業(yè)教師應(yīng)注意傳統(tǒng)教學(xué)和多媒體教學(xué)在教學(xué)過程中的實(shí)際作用，分清主次，相輔相成，科學(xué)合理地使用多媒體。

另外，在職業(yè)教育階段的實(shí)際教學(xué)中，虛擬仿真游戲等多媒體作為教學(xué)的輔助工具，主要是為深化課程學(xué)習(xí)內(nèi)容，優(yōu)化教學(xué)模式、教學(xué)過程等，提升學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和能力。因此，教學(xué)中，教師的主導(dǎo)地位和學(xué)生的主體地位不能被替代。

3.3 抓好課程的教學(xué)設(shè)計(jì)，促進(jìn)教改創(chuàng)新

教學(xué)設(shè)計(jì)是教學(xué)內(nèi)容的具體體現(xiàn)，利用虛擬仿真游戲等教學(xué)手段，做好課件的教學(xué)設(shè)計(jì)，不斷推進(jìn)教學(xué)改革創(chuàng)新。

（1）正確對待虛擬仿真游戲等教學(xué)手段，將虛擬仿真游戲與其他教學(xué)方式相結(jié)合，盡可能最大化地實(shí)現(xiàn)課堂教學(xué)效果。在進(jìn)行教學(xué)設(shè)計(jì)時(shí)，課件內(nèi)容應(yīng)以教學(xué)目標(biāo)為基準(zhǔn)，不偏離教學(xué)目標(biāo)，應(yīng)具有針對性、多樣性等。對內(nèi)容學(xué)習(xí)需設(shè)置好教學(xué)的重難點(diǎn)，讓學(xué)生有目的、有計(jì)劃地去學(xué)習(xí)。

（2）適當(dāng)選擇虛擬仿真游戲教學(xué)方式。應(yīng)注意盡可能發(fā)揮虛擬仿真游戲的教學(xué)特性，將更多精力放在學(xué)科內(nèi)容的重難點(diǎn)上，如學(xué)科中比較抽象生疏復(fù)雜的課程、實(shí)操訓(xùn)練等。教師在授課過程中將這類不易理解內(nèi)容，通過虛擬仿真游戲的教學(xué)方式進(jìn)行展現(xiàn)和深析，物盡其用，從而達(dá)到更好的教學(xué)效果。

如講授拆裝輪胎的課程，可以通過仿真游戲?qū)⒉鹧b輪胎的操作過程以視頻的方式播放給學(xué)生，期間給學(xué)生重點(diǎn)講解操作的規(guī)范步驟。然后讓學(xué)生通過虛擬仿真游戲練習(xí)熟練后，再進(jìn)入實(shí)訓(xùn)室實(shí)物操作，提升了教學(xué)效率（圖2）。

圖2 模擬拆裝輪胎

（3）充分發(fā)揮虛擬仿真游戲教學(xué)的特性，利用多媒體自身優(yōu)勢，科學(xué)合理地設(shè)計(jì)多形式的多媒體課件，將課堂與多媒體教學(xué)有機(jī)結(jié)合，推動對傳統(tǒng)教學(xué)的改革。虛擬仿真游戲教學(xué)設(shè)計(jì)應(yīng)注意格式簡潔、內(nèi)容準(zhǔn)確、實(shí)用性強(qiáng)這三個(gè)方面，學(xué)生可利用虛擬仿真游戲自主性地去學(xué)習(xí)，教師則可以改變一言堂現(xiàn)狀，以傳授知識和解決學(xué)生問題為主。

4 應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)分享

通過在汽修專業(yè)課程中使用虛擬仿真游戲后發(fā)現(xiàn)，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)可以為教學(xué)過程帶來無限的可能。除了身臨其境的學(xué)習(xí)體驗(yàn)外，針對每一個(gè)學(xué)生定制化的學(xué)習(xí)化方案，可大大激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情，進(jìn)而提高教學(xué)效果[5]。而且虛擬仿真游戲的使用，豐富了職業(yè)教學(xué)的實(shí)訓(xùn)內(nèi)容，大大降低了教學(xué)的成本，并使學(xué)生的學(xué)習(xí)過程變得生動活潑[6]。

不過經(jīng)過一段時(shí)間的應(yīng)用后，調(diào)研發(fā)現(xiàn)，部分教師在教學(xué)過程中，更多地偏向?qū)φn件的制作和虛擬仿真等游戲的使用，對教學(xué)內(nèi)容的深析和學(xué)生的學(xué)習(xí)情況投入較少，違背了教學(xué)的主體觀念。虛擬仿真游戲是為了輔助教師把課上好。因此，學(xué)校在強(qiáng)化專業(yè)教師運(yùn)用多媒體教學(xué)的意識時(shí)，應(yīng)加以引導(dǎo)教師在教學(xué)過程中的主體教學(xué)地位，合理科學(xué)地使用虛擬仿真游戲等輔助教學(xué)工具。

在應(yīng)用“汽車修理工模擬2018”進(jìn)行《汽車維護(hù)與保養(yǎng)》的教學(xué)中發(fā)現(xiàn)，這款虛擬仿真游戲在細(xì)節(jié)上有很多亮點(diǎn)。例如，在商店購買輪胎時(shí)要對原車的輪胎尺寸進(jìn)行選擇，如果沒有注意錯誤購買，就會導(dǎo)致無法安裝。這樣的場景給學(xué)生留下深刻的印象。

另外，在輪輞和輪胎購買后無法直接安裝，而是生動還原了扒胎機(jī)和動平衡2種設(shè)備的使用場景和操作步驟；發(fā)動機(jī)換油保

養(yǎng)時(shí)，機(jī)油桶如果沒有正對放油螺栓，會導(dǎo)致機(jī)油灑落。這些細(xì)節(jié)在學(xué)生的反復(fù)訓(xùn)練中會融入到他們的本能意識中，讓他們在工作崗位少犯錯誤。

當(dāng)然，這款游戲也存在一些不完善的地方，例如維修保養(yǎng)作業(yè)前沒有安裝翼子板布、前格柵布及車內(nèi)三件套的步驟；機(jī)油加注后缺少用機(jī)油標(biāo)尺進(jìn)行檢測液位的步驟；無法進(jìn)行輪胎胎面磨損的檢測等。這就是專業(yè)教師不能過分依賴虛擬仿真游戲教學(xué)的原因。游戲不可能完全模擬汽車維護(hù)與保養(yǎng)的所有標(biāo)準(zhǔn)操作，而且隨著汽車技術(shù)的發(fā)展，汽車維護(hù)與保養(yǎng)的步驟與標(biāo)準(zhǔn)也在變化，所以要求專業(yè)教師適當(dāng)調(diào)整教學(xué)內(nèi)容，更有效地發(fā)揮游戲的作用。

5 結(jié)束語

虛擬仿真技術(shù)在汽車專業(yè)教學(xué)中很好地提升了教學(xué)的科技化和專業(yè)化。而受限于虛擬仿真實(shí)訓(xùn)室成本過高，我校專業(yè)教師團(tuán)隊(duì)通過發(fā)掘虛擬仿真游戲來進(jìn)行填補(bǔ)，在經(jīng)過設(shè)計(jì)和嘗試后，也能達(dá)到預(yù)期效果。這樣的教學(xué)模式增加了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和熱情，同時(shí)也能為鞏固強(qiáng)化專業(yè)技能服務(wù)。相信在未來的學(xué)習(xí)中，VR虛擬仿真技術(shù)抑或是仿真游戲，在《汽車維護(hù)與保養(yǎng)》以及其他各類汽車課程中必定能夠?qū)崿F(xiàn)真正的價(jià)值。